SU840788A1

SU840788A1 - Threshold device

Info

Publication number: SU840788A1
Application number: SU792753010A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Топтыгин; Галина Александровна Клементьева; Наталия Федоровна Фишер
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6896
Priority date: 1979-04-16
Filing date: 1979-04-16
Publication date: 1981-06-23

Description

tt

Изобретение относитс к автоматике и импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического управлени как устройство, при определенных уровне и фазе посто нного и переменного напр жени , выдающее сигнал в виде перепадов напр жени , следуклцих с частотой управл ющего напр жени .The invention relates to automation and impulse technology and can be used in automatic control systems as a device, at a certain level and phase of a constant and alternating voltage, producing a signal in the form of voltage drops following a control voltage frequency.

Известно пороговое устройство, выполненное на основе операционного усилител , один из входов которого через один резистор делител напр жени соединен с источником опорного напр жени , содержащее ключ, один из выходов которого через другой резистор делител напр жени соединен с общей шиной, используемое в автоматике и импульсной технике дл выдачи сигнала в виде перепада напр жени при достижении амплитуды входного сигнала определенного уровн 1 A threshold device is known, made on the basis of an operational amplifier, one of the inputs of which through a single resistor is a voltage divider connected to a source of voltage, containing a key, one of the outputs of which is connected to a common bus through another resistor of a voltage divider a technique for producing a signal in the form of a voltage drop when the amplitude of the input signal reaches a certain level 1

Однако указанное устройство не определ ет фазу сигнала переменного тока, что исключает возможность его применени в системах автоматического управлени , где необходимо выдавать сигналы при определенных уровн х и фазе входного посто нного и переменного напр жени .However, this device does not determine the phase of the AC signal, which excludes the possibility of its application in automatic control systems, where it is necessary to output signals at certain levels and phases of the input DC and AC voltage.

Известен нуль-орган, содержащий ключ, операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен через ограничитель напр жени к источнику сигнала, неинвертирующий вход - через первый масштабирующий элемент к источнику опорного напр жени , а выход - через последовательно соединенные выпр митель, второй и третий A zero-body is known that contains a key, an operational amplifier whose inverting input is connected via a voltage suppressor to a signal source, a non-inverting input through a first scaling element to a reference voltage source, and an output through a series-connected rectifier, the second and third

0 масштабирующие элементы к шине нулевого потенциала 2,0 scaling elements to zero potential bus 2,

Недостатком известного нуль-органа вл етс ограниченность его функциональных возможностей.The disadvantage of the known null organ is the limitation of its functional capabilities.

Цель изобретени - расширение функ5 циональных возможностей устройства.The purpose of the invention is to expand the functional capabilities of the device.

Эта цель достигаетс тем, что в известное устройство введен источник управл ющего напр жени , который подключен ко входу ключа, первый и вто0 рой выходы -которого соединены соответственно с неинвертирующим входом операционного усилител и входом второго масштабирующего элемента.This goal is achieved by introducing a source of control voltage into a known device, which is connected to the key input, the first and second outputs — which are connected respectively to the non-inverting input of the operational amplifier and the input of the second scaling element.

5five

На чертеже приведена функциональна схема порогового устройства.The drawing shows a functional diagram of the threshold device.

Устройство содержит операционный усилитель 1, ключ 2, первый и второй масштабирующие элементы ( резисторы) 3 и 4, ограничитель 5 напр жени , выпр митель (диод) 6, третий масштабирующий элемент (резистор) 7, источник 8 опорного напр жени , источник 9 сигнала и источник 10 управл ющего напр жени . Первый и третий масштабирующие элементы 3 и 7 (резисторы) образуют делитель опорного .напр жени .The device contains an operational amplifier 1, a switch 2, the first and second scaling elements (resistors) 3 and 4, a voltage limiter 5, a rectifier (diode) 6, a third scaling element (resistor) 7, a reference source 8, a signal source 9 and a control voltage source 10. The first and third scaling elements 3 and 7 (resistors) form the divider of the reference voltage.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При положительной пол рности опорного напр жени от источника 8 пороговое устройство определ ет пр мую фазу переменного входного напр жени от источника 9 сигнала, совпадающего по частоте и фазе с управл ющим напржением от источника 10, поступагацим на вход ключа 2.When the polarity of the reference voltage from source 8 is positive, the threshold device determines the direct phase of the alternating input voltage from source 9 of the signal, which coincides in frequency and phase with the control voltage from source 10 and enters the key 2 input.

При отсутствии входного. напр жени от источника 9 сигнала на выходе операционного усилител 1 устанавливаетс высокий положительный потенциал . В первый полупериод управл ющего напр жени , поступающего от источника 10 на вход ключа 2, последний замыкаетс и на неинвертирующем входе операционного усилител 1 устанавливаетс .напр жение срабатывани , определ емое делителем опорного напр жени , состо щим из резисторов 3 и 7 Во второй полупериод управл ющего напр жени ключ 2 размыкаетс и на неинвертирующем входе операционного усилител 1 устанавливаетс напр жение , равное опорному напр жению от источника 8 и т.д.In the absence of input. the voltage from the signal source 9 at the output of the operational amplifier 1 is set to a high positive potential. In the first half period of the control voltage supplied from the source 10 to the input of the switch 2, the latter closes and the non-inverting input of the operational amplifier 1 is set. The operation voltage determined by the reference voltage divider consisting of resistors 3 and 7. In the second half of the control Key 2 is opened at the non-inverting input of operational amplifier 1 and a voltage equal to the reference voltage from source 8, etc.

При наличии входного напр жени пр мой фазы в первый полупериод, когда ключ 2 замкнут, в момент превышени мгновенным значением входного напр жени уровн напр жени срабатывани , на выходе операционного усилител 1 происходит перепад напр жени от высокого положительного уровн к высокому отрицательному уровню, а в момент уменьшени мгновенного значени входного напр жени ниже уровн напр жени срабатывани на выходе операционного усилител 1 происходит обратный перепад напр жени от высокого отрицательного уровн к высокому положительному уровню. Длительность перепада напр жени на выходе операционного усилител 1 определ етс временем превышени мгновенными значени ми входного напр жени уровн напр жени срабатывани . Во второй полупериод на выходе операционного усилител 1 сохран етс высокий положительный потенциал и т.д. Таким образом, при входном напр жении пр мой фазы с амплитудой, превышающей уровень напр жени срабатывани , на выходе операционного усилител 1 формируетс сигнал в виде отрицательных импульсов напр жени , следующих с частотой управл ющего напр жени . При амплитудах входного напр жени пр мой фазы, меньших уровн напр жени срабатывани , на выход операционного усилител 1 установитс высокий положительный-уровень напр жени .In the presence of an input voltage of the direct phase in the first half-period, when the key 2 is closed, at the moment when the instantaneous value of the input voltage exceeds the response voltage level, the output of the operational amplifier 1 causes a voltage drop from a high positive level to a high negative level, and the moment when the instantaneous value of the input voltage decreases below the trigger voltage level at the output of the operational amplifier 1, a reverse voltage drop occurs from a high negative level to a high to a false level. The duration of the voltage drop at the output of the operational amplifier 1 is determined by the time that the instantaneous values of the input voltage of the actuation voltage level exceed. In the second half-period, a high positive potential is maintained at the output of the operational amplifier 1, etc. Thus, at the input voltage of the direct phase with an amplitude exceeding the trigger voltage level, the output of the operational amplifier 1 generates a signal in the form of negative voltage pulses following the frequency of the control voltage. When the amplitudes of the input voltage of the direct phase are lower than the operation voltage level, a high positive voltage level will be established at the output of the operational amplifier 1.

При увеличении амплитуды входного напр жени обратной фазы до значений превышающих опорное напр жение, начинает работать ограничитель 5 напр жени , и на инвертирующий вход операционного усилител 1 поступает напр жение, амплитуда которого меньше опорного напр жени . На выходе операционного усилител 1 при этом сохран етс положительный уровень напр жени .As the amplitude of the input voltage of the reverse phase increases to values higher than the reference voltage, the voltage limiter 5 starts to work, and the inverting input of the operational amplifier 1 receives a voltage whose amplitude is less than the reference voltage. At the output of the operational amplifier 1, the voltage level is still positive.

Когда пол рность опорного напр жени отрицательна , пороговое устроство определ ет обратную фазу входного напр жени . Причем, при отсутствии входного напр жени или наличии на входе напр жени пр мой фазы на выходе операционного усилител 1 устанавливаетс высокий отрицательный уровень напр жени . При сигнале обратной фазы с амплитудой, равной и выше уровн напр жени срабатывани , на выходе операционного усилител 1 формируетс сигнал в виде положительных импульсов напр жени , следующих с частотой управл ющего напр жени .When the polarity of the reference voltage is negative, the threshold device determines the reverse phase of the input voltage. Moreover, in the absence of an input voltage or the presence of a direct phase voltage at the input, the output of operational amplifier 1 is set to a high negative voltage level. With a reverse phase signal with an amplitude equal to and higher than the tripping voltage level, a signal is generated at the output of operational amplifier 1 in the form of positive voltage pulses, following the frequency of the control voltage.

В момент по влени перепада напр жени на выходе операционного усилител 1 диод б эткрываетс и на неинвертирующем входе операционного усилител 1 устанавливаетс напр жение отпускани , определ емое алгебраической суммой напр жений -на резисторе 7, об эазующейс из опорного напр жени от источника 8 с помощью делител опорного напр жени , образованного резисторами 3 и 7, и из напр жени с выхода операционного усилител 1 через делитель напр жени , образованный резисторами 4 и 7.At the time of occurrence of the voltage drop at the output of the operational amplifier 1, the diode b is hidden and the non-inverting input of the operational amplifier 1 is set to release voltage determined by the algebraic sum of the voltages on the resistor 7, generated from the reference voltage from source 8 using a divider the reference voltage formed by resistors 3 and 7, and from the voltage from the output of operational amplifier 1 through a voltage divider formed by resistors 4 and 7.

При обратном перепаде диод б закрываетс и на неинвертирующем входе операционного усилител 1 устанавливаетс напр жение срабатывани и т.д.With the reverse differential, the diode b is closed and the response voltage, etc., is set at the non-inverting input of the operational amplifier 1.

Таким образом, предлагаемое пороговое устройство выдает сигнал в виде импульсов напр жени , следующих с фиксированной частотой при определенных уровн х и фазе переменного входного напр жени , что расшир ет его функциональные возможности.Thus, the proposed threshold device generates a signal in the form of voltage pulses, which follow at a fixed frequency at certain levels and phase of the alternating input voltage, which expands its functionality.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 459847, cl. H 03 K 5/153,

G 05 B 1/01, 1972.

2. Gutnikov B.C. The use of operational amplifiers in measurement technology. L., Energie, 1975, p. 108, fig. 50 (prototype).